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激光技術(shù)

科學(xué)家將在智能手機(jī)中植入激光化學(xué)分析芯片

rongpuiwing 來源:聚焦激光2018-05-02 我要評論(0 )   

俄羅斯和瑞士科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出特殊環(huán)形諧振器中控制光的行為的新技術(shù),

           俄羅斯和瑞士科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出特殊環(huán)形諧振器中控制光的行為的新技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)能夠創(chuàng)建高精度緊湊分析儀和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,科學(xué)家將研究文章發(fā)表在《自然物理》雜志(Nature Physics)之上。

“為什么我們需要這種設(shè)備呢?試想一下,一對這樣的芯片將嵌入你的三星Galaxy 15手機(jī)。你對著它呼氣,它就會告訴你得了什么病以及你呼吸的空氣成分”,莫斯科俄羅斯量子中心科學(xué)主任兼莫斯科大學(xué)教授米哈伊爾·戈羅杰茨基指出。

2016年年初,米哈伊爾·戈羅杰茨基及其同事推出了一個(gè)緊湊型設(shè)備,光子芯片產(chǎn)生的激光束具有類似梳狀的不尋常光譜,通常這種復(fù)雜、笨重且昂貴的系統(tǒng)適用于激光器。

“我們發(fā)現(xiàn),即使是在一個(gè)非常小的光學(xué)諧振器中都可以自發(fā)發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖,通過改建其中一個(gè)激光器來控制脈沖。同時(shí),我們可以隨時(shí)監(jiān)測其屬性,這非常便捷并且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性”,科學(xué)家解釋道。

據(jù)物理學(xué)家介紹,其科學(xué)家小組研發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)將這一設(shè)備縮小10萬倍——科學(xué)家指出,這種類型的古典設(shè)備像電表箱一樣大小,而其緊湊諧振器的體積卻小于1立方厘米。

令科學(xué)家和工程師感興趣的是,這種梳狀光譜能從射頻光譜將信號轉(zhuǎn)換到光學(xué)范圍,反之亦然,這將有助于將GPS接收器、鐘表、光譜儀和天文儀器的精度提高數(shù)倍。通過激光器的幫助創(chuàng)建了光學(xué)的頻率梳技術(shù),約翰·霍爾和特奧多爾·亨施共同被授予了2005年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

這一設(shè)備的基體就是所謂的微諧振腔,簡單來說就是由透明材料氮化硅或氟化鎂組成的圓形磁盤或圓圈,其中光束按照圓圈移動(dòng),再從其側(cè)壁反射。在一定條件下,連續(xù)波轉(zhuǎn)換成一組非常短的脈沖——給出穩(wěn)定梳光譜的孤立波。

戈羅杰茨基指出,國際科學(xué)小組利用無線電工程中使用的技術(shù),已經(jīng)成功改善這種裝置的操作,學(xué)習(xí)監(jiān)控內(nèi)部光脈沖的行為,并控制它們的運(yùn)動(dòng)。

這使俄羅斯和瑞士科學(xué)家在避免無限光環(huán)脈沖運(yùn)動(dòng)干涉的同時(shí),達(dá)到了非常高的信號頻率。俄羅斯量子中心已經(jīng)學(xué)會制作高質(zhì)晶體微諧振腔。瑞士科學(xué)家已經(jīng)使用了這些微諧振腔,并給予了非常高的評價(jià)。

除化學(xué)分析之外,這樣的光學(xué)頻率梳技術(shù)及其生產(chǎn)的諧振器可以用來創(chuàng)建軌道觀測臺和其他衛(wèi)星緊湊儀器,因?yàn)槠渌l(wèi)星的尺寸和能量需求無法安裝普通的激光裝置。

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智能手機(jī)激光化學(xué)芯片
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